电信传输原理第7章移动通信无线传输
33页1、第7章 移动通信无线传输,内容提要,2,移动通信概述 移动通信的信道特征 移动信道的噪声与干扰 移动信道的传播模型 蜂窝组网技术,7.1 移动通信概述,移动通信技术可以说从无线电通信发明之日就产生了。而现代移动通信技术的发展始于上世纪20年代,历经了模拟移动通信(1G)和数字移动通信(2G、3G、4G),目前5G正在研发阶段。 移动通信是指通信双方至少有一方处于运动状态中,并且其中的一部分传输介质是无线的通信方式,来进行信息的传递和交换。 按照移动体所处的位置不同,移动通信可分为陆地移动通信系统、海上移动通信系统和卫星移动通信系统。,7.1.1 移动通信的发展,1G移动通信系统:从二十世纪七十年代中期至八十年代中期,称为1G(第一代移动通讯技术),主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术。 2G移动通信系统:2G时代从二十世纪八十年代中期开始, 主要采用的是数码的时分多址(TDMA)技术和码分多址(CDMA)技术,以GSM和IS-95为代表。 3G移动通信系统: 3G是英3rd Generation的缩写,是指支持高速数据传输的第三代移动通信技术,第三代移动通信有更宽的带宽,其传
2、输速度最低为384K,最高为2000kbps ,带宽可达5MHz以上。目前3G存在四种标准:CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WiMAX。,4G移动通信系统:4G是第四代移动通信及其技术的简称,该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式,是集3G与WLAN于一体,不仅音质清晰,并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等,支持交互式多媒体业务,如视频会议、无线因特网等,提供更广泛的服务和应用。 5G移动通信系统: 国际电信联盟(ITU)从2012年开始组织全球业界开展5G标准化前期研究,持续推动全球5G共识形成。2017年底启动5G候选提案征集,2018年底启动5G技术评估和标准化,并于2020年底完成标准制定。,7.1.2 移动通信网络结构,用户终端通过基站经传输链路与核心网相连,这样就可以形成移动台 基站 核心网 固定用户或移动台 基站 核心网 移动用户等不同情况的通信链路,如图7-1所示。,图7-1 移动通信网络结构简图,7.1.3 移动通信的特点,信道特性差:移动通信中的用户可以在一定范围内自由活动,无线电波的传播特性一般要受到诸多因素的影响使电波会随着传输
3、距离的增加而出现衰减,这些衰减和影响还是不断变化的,严重影响通信质量。 传播环境干扰严重:由于移动通信开放式的传输环境,系统运行在复杂的干扰环境中,如外部噪声干扰、系统内干扰和系统间干扰。如何减少这些噪声和干扰的影响,也是移动通信系统要解决的重要问题。,移动通信的频谱资源非常有限:由于移动通信可利用的频率资源有限,如何提高移动通信系统的通信容量,始终是移动通信发展中的焦点。为了解决这一矛盾,一方面要开辟和启用新的频段;另一方面,要研究各种新技术和新措施,以压缩信号所占的频带宽度和提高频率利用率。 通信系统复杂:由于移动台处于移动状态,是一个复杂的系统。 对移动终端的要求高:移动通信终端长期处于位置不固定的移动状态,外界的影响时刻存在,这就要求移动终端要有很强的适应能力。,内容提要,9,移动通信概述 移动通信的信道特征 移动信道的噪声与干扰 移动信道的传播模型 蜂窝组网技术,信道是信号的传输介质,可分为有线信道和无线信道两类。有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆及光缆。无线信道有地波传播、短波电离层反射、超短波或微波视距中继、人造卫星以及各种散射信道等。移动通信采用无线通信方式。因此系统
4、性能主要受无线信道的制约。 无线信号传播的开放性,接收点地理环境的复杂性和多样性,以及移动用户的随机移动性是移动无线信道的固有特征。,7.2 移动通信的信道特征,7.2.1 表征衰落特性的常用数字特征,场强中值:在移动通信中,接收信号的强弱值称为场强,为了表征电波传播的特性,则在T时间内超过 的概率为 ,在上式统计时间T内,当超过值的百分比为50%时,即称为场强中值。 衰落深度:这是电波衰落程度的一种量度,用电平表示为:衰落深度/ , 为接收电平值, 为场强中值。一般在移动通信系统中,衰落深度可达2030分贝。,衰落速率:衰落速率描述接收信号场强变化快慢,即衰落的频繁程度。移动台移动速度越快,衰落越快,其平均衰落率表示为: (Hz) 式中,N为衰落率; 为移动台移动速度,单位为km/h; 为波长,应与同单位(km);f为频率,一般以MHz为单位。 衰落持续时间:衰落持续时间是指场强低于某一给定电平值的持续时间。在移动通信中,常会出现移动台收不到基站信号或信号中断的情况。这种情况是由于接收到的信号电平值低于接收机门限电平所致。,7.2.2 移动通信中无线电波传播的特性,1.无线电波传播特
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